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優(yōu)化設(shè)計(jì)方案 降低工程成本
作者:行政部  更新:2012-08-18 12:17  關(guān)注:882

成本控制,是企業(yè)根據(jù)一定時(shí)期預(yù)先建立的成本管理目標(biāo),由成本控制主體在其職權(quán)范圍內(nèi),在生產(chǎn)耗費(fèi)發(fā)生以前和成本控制過(guò)程中,對(duì)各種影響成本的因素和條件采取的一系列預(yù)防和調(diào)節(jié)措施,以保證成本管理目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的管理行為。

成本控制目的就是為了防止資源的浪費(fèi),使成本降到盡可能低的水平,并保持已降低的成本水平。

對(duì)于一個(gè)幕墻工程來(lái)說(shuō),幕墻設(shè)計(jì)階段是整個(gè)工程建設(shè)最重要的一個(gè)階段,所以幕墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)至關(guān)重要,它決定工程施工時(shí)的施工工藝、施工難易度,以及工程材料的用量、加工安裝等工作,也直接影響著工程的成本高低。所以幕墻優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)做到設(shè)計(jì)的“最優(yōu)化”,簡(jiǎn)單的說(shuō),就是從所有可能的設(shè)計(jì)方案中,尋求最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案,以最大限度地滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)。

幕墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要從幕墻的立面分格設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)選擇及優(yōu)化、幕墻支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化這幾個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn),努力做到綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1、幕墻的立面分格設(shè)計(jì)

幕墻的立面分格直接影響著建筑的美觀及人們的視覺(jué)效果。豎向型的分格給人以高大、挺拔的感覺(jué);橫向型的分格給人以厚實(shí)、穩(wěn)重的感覺(jué);自由組合型的分格給人以活潑、靈動(dòng)的感覺(jué)。但往往實(shí)際工程中總不能按照人們的意愿去實(shí)現(xiàn),所以要綜合去考慮,從安全性、經(jīng)濟(jì)性、美觀性這幾個(gè)因素去綜合實(shí)現(xiàn)。

① 安全性

其最大分格的抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、和剛度必須滿足國(guó)家規(guī)范及行業(yè)規(guī)范的要求。這就需要設(shè)計(jì)師來(lái)反復(fù)的驗(yàn)算與校核,包括風(fēng)荷載的計(jì)算、面板的強(qiáng)度撓度計(jì)算、橫梁與立柱的強(qiáng)度撓度計(jì)算、結(jié)構(gòu)膠及各連接件的計(jì)算等。 

安全性還有一個(gè)最重要的就是防火設(shè)計(jì),必須對(duì)防火分區(qū)之間實(shí)行“橫向豎向”的防火封堵,所以在進(jìn)行分格設(shè)計(jì)時(shí)同一板塊不應(yīng)跨越兩個(gè)防火分區(qū)和層間防火封修。

② 經(jīng)濟(jì)性

經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在材料的利用率上,幕墻分格的大小應(yīng)充分利用材料的常用規(guī)格,盡量提高原材料的利用率,最大限度地發(fā)揮材料的力學(xué)性能。還要盡量的保持板塊分格的大小一致,減少分格尺寸的類型,提高加工、安裝工作效率。

③ 美觀性

美觀性就是看上去比較協(xié)調(diào),這可以借鑒“黃金分格“原則,分格長(zhǎng)寬比一般在1:1.2~1:1.5之間,不宜采用1:1及1:2的比例。同時(shí)還應(yīng)使分格盡量對(duì)稱 ,便于施工。

2、節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)選擇及優(yōu)化

在滿足系統(tǒng)構(gòu)造、系統(tǒng)性能要求和安裝、維護(hù)要求的前提下,選擇一套好的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng),可以有效地控制幕墻成本。一般來(lái)說(shuō),應(yīng)盡量采用立柱與橫梁的截面相對(duì)簡(jiǎn)單、材料分配較為合理,構(gòu)造不復(fù)雜的系統(tǒng)。現(xiàn)從兩方面考慮來(lái)對(duì)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

① 型材斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)

在相同的條件下,幕墻鋁型材的材料成本取決于單位面積幕墻所用的鋁型材數(shù)量。也就取決于鋁型材的截面面積,截面面積越大,所用鋁型材的重量越大,反之則相反。

從型材的強(qiáng)度與撓度公式:

強(qiáng)度公式:σ=N/An+Mx/(γx×Wnx)

撓度公式:df=5ql4/384EI

可以看出型材的強(qiáng)度與撓度取決于型材的慣性矩、抵抗矩與截面面積。從式中可以看出,在截面面積不變的情況下,采用抵抗矩、慣性矩越大的型材,型材的抗拉強(qiáng)度越大,承受外部荷載能力越強(qiáng),撓度越小,越能達(dá)到我們做計(jì)算校核的目的。

② 型材壁厚設(shè)計(jì)

《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》要求,立柱截面主要受力部位的厚度,應(yīng)符合下列要求:鋁型材截面開口部位的厚度不應(yīng)小于3.0mm,閉口部位的厚度不應(yīng)小于2.5mm。因此,我們?cè)谀粔α⒅O(shè)計(jì)時(shí),盡量采用截面閉口型材。

《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》要求,當(dāng)橫梁跨度不大于1.2m時(shí),鋁合金型材截面主要受力面部位的厚度不應(yīng)小于2.0mm;當(dāng)橫梁跨度大于1.2m時(shí),鋁合金型材截面主要受力面部位的厚度不應(yīng)小于2.5mm。如果設(shè)計(jì)計(jì)算2.0mm厚度橫梁滿足要求,我們盡量不要將橫梁跨度大于1.2m,已接近1.2m為宜。

③材料的選取

不同牌號(hào)的材料,不同的處理狀態(tài),其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是不同的,市場(chǎng)價(jià)格也不同。因此選用材料時(shí)一定要根據(jù)設(shè)計(jì)幕墻的情況,參照耗材、價(jià)格對(duì)比,來(lái)確定材料的牌號(hào)與狀態(tài)??赡懿捎玫牟牧吓铺?hào)、狀態(tài)市場(chǎng)價(jià)格比較高,但是其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值大,反而會(huì)降低材料消耗,節(jié)約成本。

3、幕墻支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化

幕墻支撐結(jié)構(gòu)的構(gòu)造應(yīng)使受力簡(jiǎn)單明確,減少應(yīng)力集中,并便于制作、安裝、維護(hù)。

現(xiàn)就單跨簡(jiǎn)支梁與雙跨梁為例說(shuō)明實(shí)現(xiàn)支撐結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法:

單跨簡(jiǎn)支梁計(jì)算模型一般用于建筑層高較低的建筑,但這種計(jì)算模型受力最為不利,對(duì)立柱的慣性矩和抵抗矩的要求最大,這就意味著材料成本將會(huì)增加,但其安裝簡(jiǎn)單,適應(yīng)性強(qiáng)。

雙跨梁受力較簡(jiǎn)支梁有利的多,較為節(jié)約型材的材料,但對(duì)主體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)均有要求,而且局部受力較大。實(shí)際工程中,由于幕墻的支點(diǎn)需要設(shè)置在主體結(jié)構(gòu)梁上,埋件也需要一定的邊距,所以幕墻支點(diǎn)位置將受到主體結(jié)構(gòu)梁的位置和梁高的限值,設(shè)計(jì)中不能完全達(dá)到理論上的最大化優(yōu)化,但是,在實(shí)際條件允許的情況下,仍然可以通過(guò)調(diào)整各指點(diǎn)的相對(duì)位置,達(dá)到優(yōu)化的目的。比如雙跨梁可以選擇預(yù)埋件上埋和下埋的組合,這樣中間支點(diǎn)最接近梁中間,受力最為有利。

在實(shí)際工程中,往往會(huì)碰到“墻角邊”立柱受力的問(wèn)題,墻角邊立柱受到的荷載最大,對(duì)慣性矩和抵抗矩的要求也就最高。所以在不影響外觀效果的情況下,可以選擇采用通用鋁料內(nèi)插鋼芯的組合梁形式進(jìn)行局部加強(qiáng),這樣會(huì)減少開模數(shù)量,并易于現(xiàn)場(chǎng)管理,同時(shí)也降低了成本。

綜上所述:幕墻優(yōu)化設(shè)計(jì)就是解決安全與經(jīng)濟(jì)效益之間矛盾的最佳選擇,在確保安全可靠的前提下,獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

                             

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